DE2244467C3 - Process for the production of an aluminum wire with an electrical insulation layer by treatment with a solution containing chromate - Google Patents
Process for the production of an aluminum wire with an electrical insulation layer by treatment with a solution containing chromateInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumdrahtes mit einer durch chemische Umwandlung mit Hilfe einer Natriumcarbonat und Natriumchromat enthaltenden wäßrigen Lösung erzeugten elektrischen Isolationsschicht.The invention relates to a method for producing an aluminum wire with a chemical Conversion using an aqueous solution containing sodium carbonate and sodium chromate generated electrical insulation layer.
Aluminiumdrähte mit einem durch anodische Oxydation aufgebrachten Überzug aus Aluminiumoxid können mit Vorteil in elektrischen Maschinen verwendet werden, bei denen ein geringes Gewicht erwünscht ist, z. B. in Hubmagneten. Die Aluminiumoxidüberzüge solcher Aluminiumdrähte haben jedoch den Nachteil, daß sie sehr hart und kaum biegbar sind und außerdem hohe Kosten zur Aufbringung eines solchen Überzuges aufgewendet werden müssen. Wenn Aluminiumdrähte mit einem durch anodische Oxydation aufgebrachten Überzug aus Aluminiumoxid auch nur schwach gebogen werden, treten feine Haarrisse in der Aluminiumoxidschicht auf, insbesondere dann, wenn die Drähte einen kleinen Durchmesser haben.Aluminum wires with an aluminum oxide coating applied by anodic oxidation can be used with advantage in electrical machines where a low weight is desired is e.g. B. in lifting magnets. However, the alumina coatings of such aluminum wires have the disadvantage that they are very hard and hardly bendable and also high costs for application such a coating must be used. When aluminum wires with one through anodic Oxidation applied aluminum oxide coating, even if only slightly bent, occurs fine Hairline cracks appear in the aluminum oxide layer, especially if the wires have a small diameter to have.
Es ist auch bereits bekannt, daß nach dem sogenannten M. B. V-Verfahren, dem Alrok-Verfahren oder dem Pylumin-Verfahren die Oberfläche von /\luminiumdrähten mit einem Überzug aus einem Chromoxid-Aluminiumoxid-Gemisch versehen werden kann, der durch oberflächliche chemische Umwandlung des Aluminiums erzeugt wird. Bei diesen bekannten Verfahren werden die Aluminiumdrähte in eine chemische Umwandlungslösung eingetaucht, die Natriumcarbonat und Natriumchromat im Gewichtsverhältnis von bis zu 10:3, gelöst in Wasser, enthält (vgl. z. B. »Die Oberflächenbehandlung von Aluminium«, Leuze-Verlag, 1969, S. 179/180). Die Dicke der auf diese Weise erzeugten Überzüge ist jedoch gering und sie weisen nur eine geringe Spannungsfestigkeit auf. Außerdem ist die Haftung des Überzugs an dem Aluminiumsubstrat schlecht, so daß die auf diese Weise überzogenen Drähte als Isolationsdrähte nicht verwendbar sind. It is also already known that after the so-called M.B. V process, the Alrok process or the pylumine process, the surface of aluminum wires with a coating of a Chromium oxide-aluminum oxide mixture can be provided by superficial chemical conversion of aluminum is produced. In these known methods, the aluminum wires immersed in a chemical conversion solution containing sodium carbonate and sodium chromate in weight ratio of up to 10: 3 dissolved in water (cf., for example, »The surface treatment of Aluminum ", Leuze-Verlag, 1969, p. 179/180). However, the thickness of the coatings produced in this way is low and they only have a low dielectric strength. In addition, the liability of the Coating on the aluminum substrate is poor, so that the wires coated in this way cannot be used as insulation wires.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren zum Überziehen von Aluminiumdvähten anzugeben, mit dessen Hilfe es möglich ist, auf Drähte aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen auf wirtschaftliche Weise Überzüge aufzubringen, die nicht nur gut an dem Substrat haften, sondern auch eine hohe Spannungsfestigkeit aufweisen und die Biegefähigkeit des Aluminiumdrahtes nicht beeinträchtigen. The object of the invention is therefore to provide an improved method for covering aluminum wires specify, with the help of which it is possible to use wires made of aluminum or aluminum alloys to apply coatings in an economical manner that not only adhere well to the substrate, but also adhere well to the substrate have a high dielectric strength and do not impair the flexibility of the aluminum wire.
Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe in einem Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumdrahtes mit einer durch chemische Umwandlung mit Hilfe einer Natriumcarbonat und Natriumchromat enthaltenden wäßrigen Lösung erzeugten elektrischen Isolationsschicht dadurch gelöst werden kann, daß Drähte aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung durch eine 2 bis 10 g Natriumhydroxid pro Liter enthaltende wäßrige Lösung von Natriumcarbonat und Natriumchromat einer Temperatur zwischenIt has now been found that this object can be achieved in a process for the production of an aluminum wire with a chemical conversion with the help of a sodium carbonate and sodium chromate containing aqueous solution produced electrical insulation layer can be solved in that Wires made of aluminum or an aluminum alloy through a 2 to 10 g of sodium hydroxide per Liter containing aqueous solution of sodium carbonate and sodium chromate at a temperature between
ίο 80 und 110° C geleitet werden, die das Natriumcarbonat und das Natriumchromat in einem Gewichtsverhältnis von 10:5 bis 10 : 10 in einer Gesamtkonzentration von 20 bis 200 g bezogen auf Na2CO., und Na.,CrO4, pro Liter Wasser enthält.ίο 80 and 110 ° C are passed, the sodium carbonate and sodium chromate in a weight ratio of 10: 5 to 10: 10 in a total concentration of 20 to 200 g based on Na 2 CO., and Na., CrO 4 , per liter Contains water.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auf Aiuminiumdrähte aufgebrachten elektrischen Isolationsüberzüge weisen eine hervorragende Haftung an dem Aluminiumsubstrat, eine ausreichende Dicke und Spannungsfestigkeit auf und sind auf technischThe electrical insulation coatings applied to aluminum wires by the method according to the invention have excellent adhesion to the aluminum substrate, sufficient thickness and dielectric strength and are on technical
»ο einfache und wirtschaftliche Weise aufzubringen. Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugte elektrisch isolierende Überzug hat weitgehend die Eigenchaften einer anorganischen Isolation, insbesondere im Hinblick auf den Wärmewiderstand und»Ο easy and economical way to raise. the The electrically insulating coating produced by the method according to the invention has largely the Properties of an inorganic insulation, especially with regard to the thermal resistance and
as den Widerstand gegenüber Koronaentladungen. Im übrigen besitzt er eine hohe Wärmebeständigkeit und Abriebbestäidigkeit, so daß sich die damit überzogenen Aluminiumdrähte für die Verwendung in einem Magneten besonders gut eignen.as the resistance to corona discharges. in the otherwise, it has high heat resistance and abrasion resistance, so that coated with it Aluminum wires are particularly well suited for use in a magnet.
Es hat sich nämlich gezeigt, daß bei den bekannten Überzugs verfahren, wie sie vorstehend erwähnt sind, die Konzentration des Natriumcarbonats, bezogen auf die Konzentration des Natriumchromats, zu hoch ist, so daß der durch das Natriumchromat gebildete Überzug durch das Natriumcarbonat wieder zerstört wird, und daß die Metalloberfläche dann, wenn die den Überzug bildenden Teilchen zu fein werden, nicht mehr mit der Behandlungslösung in Berührung steht, wodurch ein Anwachsen des Überzugs verhindert wird.It has been shown that in the known coating process, as mentioned above, the concentration of sodium carbonate, based on the concentration of sodium chromate, is too high is, so that the coating formed by the sodium chromate is destroyed again by the sodium carbonate and that if the particles forming the coating become too fine, the metal surface will not is more in contact with the treatment solution, thereby preventing the coating from growing will.
Es wurde nun gefungen, daß, falls die Konzentration des Natriumcarbonats, verglichen mit der des Natriumchromats, relativ klein gemacht wird, ein isolierender Überzug, der für elektrisch isolierende Drähte verwendbar ist, erhalten werden würde.It has now been found that if the concentration of the sodium carbonate compared with that of the Sodium chromate, made relatively small, is an insulating coating used for electrically insulating Wires usable would be obtained.
Bei den obengenannten erfindungsgemäßen Verfahren wächst der gebildete Überzug ohne Behinderung, so daß innerhalb weniger Minuten ein festhaftender Überzug mit einer Spannungsfestigkeit von wenigstens 50 Volt, d. h. dem minimal geforderten Wert der Spannungsfestigkeit, gebildet wird.In the above-mentioned method according to the invention, the coating formed grows without hindrance, so that within a few minutes an adherent coating with a dielectric strength of at least 50 volts, d. H. the minimum required dielectric strength value.
Wenn die überzogenen Aluminiumdrähte als Magnetdrähte genutzt werden sollen, bei denen ein hohes Maß an thermischer Stabilität und an Scheuerwiderstand Voraussetzung ist, wird der Aluminiumcxid-Chromoxidüberzug mit einem Lack aus synthetischem Harz, wie Akrylharz, Epoxydharz oder Silikonharz, imprägniert und getrocknet und der Überzug aus synthetischem Harz mit Paraffin überzogen.If the coated aluminum wires are to be used as magnet wires, where a high The aluminum oxide-chromium oxide coating is a prerequisite for a degree of thermal stability and abrasion resistance with a synthetic resin varnish such as acrylic resin, epoxy resin or silicone resin, impregnated and dried and the synthetic resin coating covered with paraffin.
Wie bereits oben erwähnt, soll das Gewichtsverhältnis zwischen Natriumkarbonat und Natriumkarbonat im Bereich zwischen 10:5 bis 10:10 liegen und die Konzentration des Gemisches in der wäßrigen Lösung 20 bis 200 g pro Liter Wasser betragen. Ist das Gewichtsverhäitnis von Natriumchromat zu Natriumkarbonat kleiner als 5:10, dann ist das Wachstum des Überzugs gering und trotz der Tatsache, daß der erhaltene Überzug dünner als erwartetAs mentioned above, the weight ratio between sodium carbonate and sodium carbonate should be in the range between 10: 5 to 10:10 and the concentration of the mixture in the aqueous Solution be 20 to 200 g per liter of water. Is the weight ratio of sodium chromate too Sodium carbonate less than 5:10, then the growth of the coating will be little and despite the fact that the coating obtained is thinner than expected
ist, ist er übermäßig hart und brüchig. Überschreitet andererseits das Gewichtsverhältnis von Natriumchromat zu Natriumkarbonat den Wert 10:10, dann wird zwar das Wachstum des Überzuges sehr schnell, aber der erhaltene Überzug ist wegen seiner schlechten Beständigkeit bei Biegung und wegen seines geringen Widerstandes gegenüber einer Koronaentladung nicht wünschenswert.it is excessively hard and brittle. On the other hand, exceeds the weight ratio of sodium chromate to sodium carbonate the value 10:10, then the growth of the coating is very fast, but the coating obtained is because of its poor resistance to bending and because of its poor Resistance to corona discharge is not desirable.
Wenn die Konzentration des Gemisches von Natriumkarbonat und Natriumchromat geringer als 20 g/Liter ist, dann ist die Lösung zu verdünnt und die Reaktion zu gering. Außerdem wird der erhaltene Überzug zu hart. Überschreitet die Konzentration 200 g/Liter, dann besteht der erhaltene Überzug aus einer dicken Schicht mit einer großen Dichte, die Adhäsion an den Aluminiumdrähten ist jedoch gering und für praktische Zwecke nicht besonders geeignet.When the concentration of the mixture of sodium carbonate and sodium chromate is less than 20 g / liter, then the solution is too dilute and the reaction too little. In addition, the coating obtained becomes too hard. Exceeds concentration 200 g / liter, then the coating obtained consists of a thick layer with a high density, the adhesion however, on the aluminum wires is small and not particularly suitable for practical purposes.
Zur Herstellung der Natriumchromat, Natriumkarbonat und Natriumhydroxid enthaltenden Behandlungslösung können als Ausgangsinaterialien Natriumchromat (NaXrO4-4H.,0), Natriumkarbonat (Na.,CO.j ■ 1 OH2O) und festes Natriumhydroxid verwendet werden. Ferner kann die Behandlungslösung auch ein oberflächenaktives Mittel enthalten, um die Eigenschaften der Lösung zu stabilisieren. Sie kann auch ein Pigment oder einen Farbstoff enthalten, um den gebildeten Überzug zu färben. Insbesondere trägt der Zusatz von Natriumhydroxid in einer Menge von 2 bis 10 g pro Liter der Lösung zu einer erhöhten Geschwindigkeit der Bildung des Überzugs bei.To prepare the treatment solution containing sodium chromate, sodium carbonate and sodium hydroxide, sodium chromate (NaXrO 4 -4H., 0), sodium carbonate (Na., CO.j ■ 1 OH 2 O) and solid sodium hydroxide can be used as starting materials. Furthermore, the treatment solution can also contain a surface-active agent in order to stabilize the properties of the solution. It can also contain a pigment or dye to color the formed coating. In particular, the addition of sodium hydroxide in an amount of 2 to 10 grams per liter of the solution contributes to an increased rate of formation of the coating.
Die chemische Umwandlungsbewandlung wird bei einer Temperatur nicht oberhalb des Siedepunktes der Behandlungslösung, aber auch nicht unterhalbThe chemical conversion conversion takes place at a temperature not above the boiling point the treatment solution, but also not below
80° C durchgeführt. Eine Behandlung unterhalb 80° C hat eine niedrige Reaktionsgeschwindigkeit zur Folge und führt dazu, daß das Beschichten mit feiner. Partikeln aus Aluminiumoxid und Chromoxid erfolgt, wodurch der erhaltene Überzug zu dicht wird und die gewünschte Dicke des Überzugs schwer erhalten werden kann. Überschreitet die Temperatur den Siedepunkt der Lösung, dann bilden sich durch die an den Oberflächen der Drähte auftretenden Blasen im erhaltenen Überzug Poren.80 ° C carried out. Treatment below 80 ° C has a slow reaction rate Consequence and leads to the fact that the coating with finer. Particles of aluminum oxide and chromium oxide takes place, whereby the resulting coating becomes too dense and the desired thickness of the coating is difficult to obtain can. If the temperature exceeds the boiling point of the solution, the Surfaces of the wires appearing bubbles in the resulting coating pores.
Wenn die chemische Umwandlungsbehandlung in dem Bereich zwischen 80 und 110° C ausgeführt wird, kann innerhalb 3 Minuten ein Überzug erhalten werden, dessen Isolationsdurchschlagspannung wenigstens 50 Volt beträgt. Dieser Wert entspricht dem für einen elektrisch isolierten Draht geforderten Minimal wert.When the chemical conversion treatment is carried out in the range between 80 and 110 ° C a coating can be obtained within 3 minutes, its insulation breakdown voltage is at least 50 volts. This value corresponds to that required for an electrically insulated wire Minimum worth.
Die Analyse der Röntgenstrahlbeugung des erhaltenen Überzugs zeigt, daß der durch dieses Verfahren hergestellte Überzug ein Gemisch aus Aluminiumoxid und Chromoxid im Verhältnis von etwa 3:1 enthält.Analysis of the X-ray diffraction of the obtained coating shows that that obtained by this method coating produced a mixture of aluminum oxide and chromium oxide in a ratio of about 3: 1 contains.
Eine Aluminiumplatte einer Dicke von 1,0 mm und einer Breite von 30 mm wurde mit eine:r chemischen Umwandlungslösung entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt, und es wurden die Eigenschaften der überzogenen Platte gemessen. Außerdem wurden auf der gleichen Aluminiumplatte durch die bekannten chemischen Umwandlungsverfahren und das bekannte anodische üxydationsverren Überzugsschichten gebildet und die Eigenschaften der überzogenen Platten bestimmt. D'ie Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.An aluminum plate 1.0 mm thick and 30 mm wide was treated with a: r chemical Conversion solution treated according to the method of the invention, and the Properties of the coated plate measured. Also were on the same aluminum plate by the well-known chemical conversion processes and the well-known anodic oxidation process Coating layers are formed and the properties of the coated panels are determined. The results are given in Table 1.
f*lv\iA iti'nnc Anodic
f * lv \ iA iti'nnc
verfahren uxyudiiuua "
proceedings
der Isolation (V)
(übereinanderliegend)Breakdown voltage
the isolation (V)
(on top of each other)
über Biegung (Biegung
über den eigenen
Durchmesser)Resistance to
over bend (bend
over your own
Diameter)
aufgetreten, Risse
nicht gebildetfine powder not
occurred cracks
not formed
aufgetreten,
Risse gebildetfine powder
occurred,
Cracks formed
Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, daß der durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltene Übermg eine große Dicke und eine hohe Durchschlagspannung pro Dickeneinheit des Überzugs aufweist, da sich dies<> Verfahren durch eine höhere Geschwindigkeit der Bildung des Überzugs auszeichnet.From Table 1 it can be seen that the Übermg obtained by the process according to the invention is a has a large thickness and a high breakdown voltage per unit thickness of the coating, since this <> Process is characterized by a higher rate of formation of the coating.
Die Härte des durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltenen Überzuges ist etwas größer als die des durch das bekannte chemische Umwandlungsverfahren erhaltenen Überzugs. Wenn die überzogene Aluminiumplatte gebogen wurde, zerbrach der durch das bekannte Verfahren erhaltene Überzug fein und erzeugte feines Pulver, während bei dem durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltenen Überzug keine Änderung beobachtet wurde, wodurch der Nachweis erbracht wird, daß die Haftung des Überzugs am Aluminium hervorragend ist.The hardness of the coating obtained by the process according to the invention is somewhat greater than that of the coating obtained by the known chemical conversion process. If the overdone When the aluminum plate was bent, the coating obtained by the known method was finely broken and fine powder produced while in the coating obtained by the method of the present invention no change was observed, thus demonstrating that the adhesion of the coating is excellent on aluminum.
Da die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltenen isolierten Drähte einen isoliierenden Überzug aus einem anorganischen Material tragen, weisen sie eine hohe Steifheit auf, und ihre mechanischen Eigenschaften lassen noch etwas zu wünschen übrig. Diese Unzulänglichkeit läßt sich durch einen Überzug aus einem Harz über den durch das oben beschriebene chemische Umwandlungsverfahren erhaltenen Überzug beheben. Der Harzüberzug wird z. B. durch Eintauchen der chemisch behandelten Aluminiumdrähte in eine Lösung aus Polyvinylalkohol einer Konzentration von 50 bis 100/g Liter erhalten. Der Verseifungsgrad und das Molekulargewicht desSince the insulated wires obtained by the method according to the invention have an insulating coating Made of an inorganic material, they have high rigidity, and their mechanical Properties leave something to be desired. This inadequacy can be remedied by a coating from a resin via that obtained by the chemical conversion method described above Fix coating. The resin coating is z. B. by dipping the chemically treated aluminum wires obtained in a solution of polyvinyl alcohol at a concentration of 50 to 100 / g liter. The degree of saponification and the molecular weight of the
Polyvinylalkohols sind im Einzelfall nicht begrenzt.Polyvinyl alcohols are not limited in individual cases.
Der erwünschte Effekt kann nicht erhalten werden, wenn die Konzentration unterhalb 50 g/Liter liegt. Konzentrationen über IOC g/Liter haben keine erhöhte Wirkung zur Folge und sind unwirtschaftlich. Werden die Alumniumdrähle für eine Zeitdauer von einer bis zu fünf Minuten in die auf 70 bis 90° C gehaltene Polyvinylalkohollösung eingetaucht, dann werden die physikalischen Eigenschaften des chemischen Umwandlungsüberzugs merklich verbessert und insbesondere werden die Spannungsfestigkeit und die Härte merkbar erhöht. Die so erhaltenen Aluminiumdrähte können somit zufriedenstellend dort angewandt werden, wo, wie z. B. für Magnetdrähte, diese Eigenschaften gefordert werden.The desired effect cannot be obtained if the concentration is below 50 g / liter. Concentrations above IOC g / liter have no increased Effect and are uneconomical. Are the aluminum wires for a period of one immersed in the polyvinyl alcohol solution kept at 70 to 90 ° C for up to five minutes, then are the physical properties of the chemical Conversion coating is markedly improved, and in particular, the withstand voltage and the hardness noticeably increased. The aluminum wires thus obtained can thus be used there satisfactorily be where, such as B. for magnet wires, these properties are required.
Wird ein größeres Maß an thermischer Stabilität und an Scheuerbeständigkeit gefordert, als es durch eine Lösung aus Natriumkarbonat und Natriumchromat im Gewichtsverhältnis zwischen 10:5 bis 10:10 und in einer Konzentration zwischen 20 und ao 200 g/Liter Wasser möglich ist, dann werden die mit dem Überzug versehenen Aluminiumdrähte in einen Lack aus einem synthetischen Harz, wie einen Lack aus Akrylharz eingetaucht und der überschüssige Lack mittels Filz ausgequetscht. Danach wird zur Entfernung des Lösungsmittels im Lack der Draht in heißer Luft getrocknet. Sodann werden die erhaltenen Aluminiumdrähte in eine Flüf-.igkeit eingetaucht, die durch Schmelzen von festem Paraffin mittels Erhitzen erhalten wird. Hinterher folgt eine Trocknung. Eine derartige Nachbehandlung führt zu einem Überzug mit verbesserten mechanischen und elektrischen Eigenschaften, insbesondere Biegeeigenschaften und größerer Scheuerbeständigkeit, die dem Harzüberzug zugeschrieben werden können; ferner haftet die Harzschicht fest am Aluminiumoxid-Chromoxidüberzug. Die auf die Deckschicht aufgetragene Paraffinschicht trägt zur Verbesserung der Scheuerbeständigkeit bei und verhindert wegen ihrer Dichtungseigenschaften eine Verschlechterung des Überzugs infolge einer Zersetzung, Verdampfung usw. des im Harzlack enthaltenen Weichmachers oder Stabilisiermittels. Diese Vorteile machen es möglich, die mit dem chemischen Umwandlungsüberzug versehenen Aluminiumdrähte für eine lange Zeitdauer zu benutzen und aufzubewahren.A greater degree of thermal stability and abrasion resistance is required than is required by a solution of sodium carbonate and sodium chromate in a weight ratio between 10: 5 to 10:10 and in a concentration between 20 and ao 200 g / liter of water is possible, then the with the coated aluminum wires in a synthetic resin varnish such as varnish dipped in acrylic resin and squeezed out the excess varnish with felt. After that, the Removing the solvent in the enamel, drying the wire in hot air. Then the obtained Aluminum wires immersed in a liquid, obtained by melting solid paraffin by means of heating. One follows afterwards Drying. Such an aftertreatment leads to a coating with improved mechanical and electrical properties, particularly flexural properties and greater abrasion resistance, which the Resin coating can be attributed; furthermore, the resin layer is firmly adhered to the aluminum oxide-chromium oxide coating. The paraffin layer applied to the top layer contributes to improving the abrasion resistance and because of it prevents Sealing properties deterioration of the coating due to decomposition, evaporation etc. of the plasticizer or stabilizer contained in the resin varnish. These advantages make it possible the chemical conversion coated aluminum wires for a long period of time use and keep.
Durch die Erfindung ist es somit möglich, Aluminiumdrähte mit einem durch chemische Umwandlung erzeugten Überzug zu erhalten, die hinsichtlich der elektrischen Isolation und thermischen Stabilität sowie der Biegeeigensc'iaften und der Adhäsion für Drähte eines Magneten ausreichende Eigenschaften besitzen. Außerdem ist die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahren«; nötige Ausrüstung einfacher als für die bekannte anodische Oxydation und die Bildung des Überzugs erfordert nur eine geringe Überwachung, ist einfach und sicher. Der Bedarf an elektrischer Energie und an anderen Betriebsmitteln ist gering. Die Produktionskosten der Drähte können somit extrem niedrig gehalten werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere für die Herstellung von Aluminiumdrähten mit einem durch chemische Umwandlung aufgebrachten Isolationsüberzug geeignet, die einen relativ kleinen Leiterdurchmesser besitzen.With the invention it is thus possible to produce aluminum wires with a chemical conversion to obtain the generated coating in terms of electrical insulation and thermal stability as well as the bending properties and the adhesion for wires of a magnet are sufficient properties own. In addition, to carry out the method according to the invention «; necessary equipment easier than for the well-known anodic oxidation and the formation of the coating requires only a small amount Monitoring is easy and safe. The need for electrical energy and other resources is low. The production costs of the wires can thus be kept extremely low. The inventive Process is particularly suitable for the production of aluminum wires with a through chemical conversion applied insulation coating suitable, which has a relatively small conductor diameter own.
Durch den in der Beschreibung und in den Ansprüchen verwendeten Ausdruck »Aluminium« soll nicht nur Aluminium verstanden werden, sondern es sollen auch Aluminiumlegierungen mit einem Hauptanteil an Aluminium eingeschlossen sein. Der Ausdruck »Aluminiumdrähte« schließt nicht nur Drähte mit rundem Querschnitt, sondern auch Drähte mii rechteckigem Querschnitt und solche in Bandform ein, die aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt sind.The expression “aluminum” used in the description and in the claims should not only be understood to mean aluminum, but aluminum alloys with a major proportion of aluminum should also be included. The term "aluminum wires" includes not only wires with a round cross section but also wires with a rectangular cross section and those in ribbon form made of aluminum or an aluminum alloy.
Der obenerwähnte Lack aus synthetischem Harz umfaßt ein synthetisches Harz mit netzförmigem Aufbau und eine Lösung des Harzes in einem Lösungsmittel zusammen mit anderen Zusätzen.The synthetic resin varnish mentioned above comprises a synthetic resin having a reticulate structure and a solution of the resin in a solvent along with other additives.
Als Paraffin eignet sich vorzugsweise festes Paraffin 130 bis 145, wie in den japanischen Industrienormen JIS spezifiert ist.As the paraffin, solid paraffin 130 to 145, as in the Japanese industrial standards, is preferably suitable JIS is specified.
Die Erfindung wird durch Beispiele näher erläutert.The invention is illustrated in more detail by means of examples.
Ein geglühter Aluminiumleiter mit einer Reinheit von mehr als 99,7 0Zo und einem Durchmesser von 0,9 mm wurde kontinuierlich durch ein chemisches Umwandlungsbad geleitet, das eine chemische Umwandiungsbehandlungslösung der folgenden Zusammensetzung enthielt und auf 90° C gehalten wurde. Die Geschwindigkeit war so groß, daß der Leiter 5 Minuten lang in der Lösung eingetaucht war. Dann wurde der Aluminiumleiter durch ein Waschbad, welches mit warmem Wasser einer Temperatur von 80° C gefüllt war, hindurchgeleitet, um einen Isolationsdraht mit einem Überzug aus einem Gemisch von Aluminiumoxid und Chromoxid zu bilden.An annealed aluminum conductor having a purity of more than 99.7 0 Zo and a diameter of 0.9 mm was continuously passed through a chemical conversion bath containing a chemical conversion treatment solution of the following composition and maintained at 90 ° C. The speed was so great that the conductor was immersed in the solution for 5 minutes. Then, the aluminum conductor was passed through a washing bath filled with warm water at a temperature of 80 ° C. to form an insulating wire coated with a mixture of aluminum oxide and chromium oxide.
Zusammensetzung der Bthandlungslösung für die chemische UmwandlungComposition of the treatment solution for chemical conversion
Na2CO3 70 g/LiterNa 2 CO 3 70 g / liter
Na2CrO4 35 g/LiterNa 2 CrO 4 35 g / liter
NaOH 4 g/LiterNaOH 4 g / liter
Materialmaterial
Stärke des
Überzugs (μ) Strength of
Coating (μ)
Durchschlagspannung der Isolation
verdrillter Drähte (V) Bleistifthärte (H)Breakdown voltage of the insulation
twisted wires (V) pencil hardness (H)
Adhäsion (Wicklung um den
eigenen Durchmesser)Adhesion (winding around the
own diameter)
0,9 0 A-Al *) 50.9 0 A-Al *) 5
0,9 0 A-Al0.9 0 A-Al
♦) Geglühtes Aluminium.♦) Annealed aluminum.
90 (Raumtemperatur)90 (room temperature)
70(2500C, 15 Stunden) feines Pulver nicht aufgetreten,
Risse nicht
gebildet70 (250 ° C., 15 hours) fine powder did not occur, no cracks
educated
feines Pulver nicht aufgetreten, Risse nicht
gebildetfine powder did not occur, cracks did not occur
educated
Ein Streifen aus halbhartem Aluminium einer Reinheit von mehr als 99,7 °/o mit einer Dicke von 1 mm und einer Breite von 30 mm wurde kontinuierlich durch ein chemisches Umwandlungsbehandlungsbad hindurchgeleitet, das eine chemische Umwandlungslösung der gleichen Zusammensetzung wie bei Bei- A strip of semi-hard aluminum of greater than 99.7% purity and 1 mm thick and a width of 30 mm was continuously passed through a chemical conversion treatment bath passed through, which is a chemical conversion solution of the same composition as with
spiel 1 enthielt. Die Temperatur des Bades war 100° C und die Drahtgeschwindigkeit war so groß, daß die Eintauchzeit 4 Minuten betrug. Danach wurde der Draht durch ein Waschbad aus einem auf 80° C gehaltenen Warmwasser hindurchgeleitet, um schließlich einen Drahtstreifen mit einem Überzug aus einem Gemisch aus Aluminiumoxid und Chromoxid herzustellen. Die Eigenschaften des Drahtstreifens sind in Tabelle 3 angegeben.game 1 included. The temperature of the bath was 100 ° C and the wire speed was so fast that the Immersion time was 4 minutes. Thereafter, the wire was kept at 80 ° C by a washing bath Warm water passed through to finally a wire strip with a coating of a To produce a mixture of aluminum oxide and chromium oxide. The properties of the wire strip are in Table 3 given.
Materialmaterial
Stärke des
Überzugs (μ) Strength of
Coating (μ)
Durchschi agspannung der Isolation (V) (übereinanderliegend) Bleistiftharte
(H)Average voltage of the insulation (V) (one on top of the other) Pencil hardness
(H)
Adhäsion (Biegung um den
eigenen Durchmesser)Adhesion (bending around the
own diameter)
Dicke 1 5,5Thickness 1 5.5
Breite 30Width 30
•/2 H-Al*)• / 2 H-Al *)
*) Halbhartes Aluminium*) Semi-hard aluminum
120 (Raumtemperatur) 5120 (room temperature) 5
100(250° C, 15 Stunden)· 5100 (250 ° C, 15 hours) 5
feines Pulver nicht aufgetreten, Risse nicht gebildetfine powder did not occur, cracks not formed
feines Pulver nicht aufgetreten, Risse nicht gebildetfine powder did not occur, cracks not formed
Ein Leiter aus geglühtem Aluminium einer Reinheit von mehr als 99,7 °/o mit einem Durchmesser von 0,9 mm wurde durch einen Behandlungstank für die chemische Umwandlung, der mit einer chemischen Umwandlungslösung gefüllt war, hindurchgeleitet. Die Lösung enthielt 70 g/Liter Na2CO3,35 g/Liter Na2CrO4 und 2 g/Liter NaOH. Sie wurde auf 90° C gehalten. Die Drahtgeschwindigkeit war so groß, daß die Eintauchzeit 5 Minuten betrug. Durch dieses Verfahren wurde ein Isolationsdraht hergestellt, der einen Überzug aus einem Gemisch von Aluminiumoxid und Chromoxid aufwies. Der isolierte Draht wurde dann 5 Sekunden lang in ein Bad aus einem Akrylharzlack eingetaucht, durch einen Filz gepreßt und dann 3 Minuten lang in einen Trockenofen, dessen Temperatur auf 80 bis 120° C gehalten wurde, eingebracht. Dann wurde der Draht durch ein Paraffinbad hindurchgeleitet, das durch Erwärmen von festem Paraffin 145 (spezifiert in JIS) erhalten wurde, durch einen Filz gepreßt und dann 1 Minute lang durch Luft bei einer Temperatur zwischen 30 und 40° C getrocknet. Die Eigenschaften des erhaltenen Drahtes wurden mit denen des Drahtes verglichen, der nur durch eine chemische Umwandlung behandelt worden war. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben.An annealed aluminum conductor of more than 99.7% purity and 0.9 mm in diameter was passed through a chemical conversion treatment tank filled with a chemical conversion solution. The solution contained 70 g / liter Na 2 CO 3 , 35 g / liter Na 2 CrO 4 and 2 g / liter NaOH. It was kept at 90 ° C. The wire speed was so great that the immersion time was 5 minutes. By this method, an insulating wire was produced which had a coating of a mixture of aluminum oxide and chromium oxide. The insulated wire was then immersed in a bath of acrylic resin varnish for 5 seconds, pressed through a felt, and then placed in a drying oven kept at 80 to 120 ° C for 3 minutes. Then, the wire was passed through a paraffin bath obtained by heating solid paraffin 145 (specified in JIS), pressed through a felt, and then dried by air at a temperature between 30 and 40 ° C for 1 minute. The properties of the wire obtained were compared with those of the wire which had only been treated by chemical conversion. The results are given in Table 4.
der IsolationBreakdown voltage
the isolation
15 Std.
(V)250 0 C,
15 hours
(V)
15 Std.
(H)25O 0 C,
15 hours
(H)
Belastung von 200 gMutual wear in one
Load of 200 g
temperatur
(V)space
temperature
(V)
temperatur
(H)space
temperature
(H)
temperatur 15 Std.Room- 250 0 C,
temperature 15 hours
A-Al*)
Draht nur chemisch
behandelt 0.9 mm 0
Eel*)
Wire only chemically
treated
A-Al
Draht durch
chemische Umwand
lung behandelt und
dann nachbehandelt 0.9 mm0
Eel
Wire through
chemical conversion
treatment and
then post-treated
*) Geglühtes Aluminium*) Annealed aluminum
609 609)609 609)
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6806572 | 1972-07-07 | ||
| JP6806572A JPS5432496B2 (en) | 1972-07-07 | 1972-07-07 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2244467A1 DE2244467A1 (en) | 1974-01-31 |
| DE2244467B2 DE2244467B2 (en) | 1975-07-17 |
| DE2244467C3 true DE2244467C3 (en) | 1976-02-26 |
Family
ID=
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